DE102005030061A1

DE102005030061A1 - Klimagerät

Info

Publication number: DE102005030061A1
Application number: DE102005030061A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Ing. Baruschke; Armin Britsch-Laudwein; Arthur Dr.-Ing. Heberle
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2005-06-27
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2006-12-28
Also published as: DE502006006585D1; WO2007000291A1; ATE462591T1; JP2008543667A; EP1899187B1; US20100251749A1; EP1899187A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Klimagerät (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, für den Stand-alone-Betrieb mit in einem Kältemittelkreislauf angeordneten Kompressor, Kondensator (3) und Verdampfer (2) zum Abkühlen von zu konditionierender Luft, wobei genau ein Gebläse (5) für die Wärme abführende und die dem Innenraum zuzuführende gekühlte Luft vorgesehen ist, das die Luft teilweise durch den Kondensator (3) und teilweise durch den Verdampfer (2) fördert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Klimagerät für ein Kraftfahrzeug, insbesondere NKW gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es ist ein Ziel der Fahrzeughersteller auch während der Stillstandzeiten eines Fahrzeuges, insbesondere wenn der Antriebsmotor abgeschaltet ist, den Fahrzeuginsassen ein komfortables Innenraumklima zu ermöglichen. Hierfür werden in zunehmendem Maße Stillstandsklimatisierungseinrichtungen insbesondere für den Nutzfahrzeugbereich vorgesehen.
Bei sehr hohen Außentemperaturen ist der Komfortgewinn für einen Fahrer, der beispielsweise in der Schlafkabine eines NKWs übernachtet beträchtlich. Zu einem Problem gestaltet sich während der Stillstandszeit die Versorgung mit Energie, beispielsweise zum Betrieb einer Klimaanlage. Durch den Stillstand des Fahrzeugantriebsmotors müssen der Kältemittelkompressor und erforderliche Nebenaggregate wie diverse Gebläse oder Lüfter mit einer alternativen Energiequelle versorgt werden.

Es sind Klimaanlagen bekannt, die neben dem kraftfahrzeugmotorbetätigten Kompressor einen elektrisch betriebenen Kompressor im Kältemittelkreislauf aufweisen, welcher die Kältemittelumwälzung im Standbetrieb übernimmt, wobei sich die Funktion im Wesentlichen nicht von der des Normalbetriebs unterscheidet, außer dass ein anderer Kompressor die Kältemittelumwälzung tätigt. Bei derartigen Klimaanlagen sind mindestens zwei elektrisch elektromotorisch angetriebene Gebläse vorgesehen, eines für den dem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden, den Verdampfer durchströmenden und zu kühlenden Luftstrom (Frischluft oder Umluft) und eines für den den Kondensator kühlenden Luftstrom (Frischluft).

Ebenfalls sind Klimageräte bekannt, die nicht in das Klimasystem für den normalen Fahrbetrieb integriert sind, sondern als im Wesentlichen autarkes System zur Verfügung stehen. Solche auch unter dem Begriff „Stand-alone-Klimagerät" bekannt bekannten Klimaanlagen, weisen ebenfalls eine Kältemittelumwälzung mittels eines elektrisch angetriebenen Kompressors und zwei elektrisch betriebene Gebläse auf, eines für den dem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden, den Verdampfer durchströmenden und zu kühlenden Luftstrom (Frischluft oder Umluft) und eines für den, den Kondensator kühlenden Luftstrom (Frischluft). Ein derartiges Klimagerät lässt noch Wünsche offen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Klimagerät, insbesondere Stand-alone-Klimagerät für den Standbetrieb zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Klimagerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist ein Klimagerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeug oder einen Nutzkraftwagen, für den Stand-alone-Betrieb vorgesehen mit in einem Kältemittelkreislauf angeordnetem Kompressor, Kondensator und Verdampfer zum Abkühlen von zu konditionierender Luft, das genau ein einziges Gebläse für die Wärme abführende und die dem Innenraum zuzuführende gekühlte Luft aufweist, welches die Luft teilweise durch den Kondensator und teilweise durch den Verdampfer fördert, d.h. im Gegensatz zu herkömmlichen Klimageräten entfällt das Gebläse bzw. der Lüfter. Dadurch, dass nur ein Gebläse vorgesehen ist, kann das Klimagerät kompakter ausgebildet werden, auch wenn in Verbindung mit einer herkömmlichen Klimaanlage alle Komponenten, d.h. insbesondere Kompressor, Verdampfer und Kondensator, doppelt vorgesehen sein müssen.

Für die Regelung des Gebläsemotors ist genau ein Leistungssteller vorgesehen, so dass sich die Regelung gegenüber herkömmlichen Klimageräten mit Gebläse und Lüfter vereinfacht.

Beim Gebläse handelt es sich vorzugsweise um ein zweiflutiges Gebläse, das so ausgebildet ist, das die Luftfördermengen den Erfordernissen auf beiden Seiten gerecht werden. Bevorzugt ist das Gebläse symmetrisch ausgebildet, wobei die Luftfördermengen auf beiden Seiten im Wesentlichen gleich groß sind. Durch das Vorsehen eines zweiflutigen Gebläses kann der bisher übliche Aufbau des Luftkanalsystems für die anzusaugende Luft beibehalten werden, d.h. dem Kondensator wird ausschließlich Frischluft aus der Umgebung und dem Verdampfer je nach Anforderung (oder Temperatur) Frischluft und/oder Umluft über entsprechende Kanäle zugeführt. Eine derartige Kopplung ist insbesondere sinnvoll für den häufig anzutreffenden Fall einer Korrelation zwischen den erforderlichen Luftmengen über Verdampfer und Kondensator.

Alternativ kann nach dem Gebläse eine Trennwand vorgesehen sein, welche den Luftstrom zum Kondensator vom Luftstrom zum Verdampfer trennt. Dabei kann für eine bedarfsgerechte Luftverteilung auf den Kondensator und den Verdampfer eine Klappe nach dem Gebläse vorgesehen sein.

Das Klimagerät ist bevorzugt ausschließlich elektrisch betätigbar, wobei die elektrische Energie übers normale Bordnetz zur Verfügung gestellt werden kann. Insbesondere für längere Stillstandszeiten ist jedoch eine externe Stromversorgung, beispielsweise ein Anschluss an ein Stromnetz, eine Zusatzbatterie oder mittels eines über ein Hilfsaggregat angetriebenen Generators.

Vorzugsweise ist das Klimagerät im Dachbereich eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, angeordnet. In diesem Bereich sind nur wenige andere Komponenten vorzusehen, d.h. es steht in der Regel ausreichend Bauraum zur Verfügung. Da nur elektrische Leitungen für die Energieversorgung und Steuerung zum Klimagerät geführt werden müssen, bestehen keine Probleme in Hinblick auf die Energieversorgung bzw. Ansteuerung des Klimageräts.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand dreier Ausführungsbeispiele, teilweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung, im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels, und
2 eine schematische Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels.
Ein Stand-alone-Klimagerät 1, welches im Wesentlichen unabhängig vom Kraftfahrzeug-Motor betreibbar und dadurch für den Standbetrieb, d.h. den Betrieb bei abgeschaltetem Fahrzeugmotor geeignet ist, weist gemäß den im Folgenden näher beschriebenen drei Ausführungsbeispielen jeweils einen Kältemittelkreislauf mit einem Kompressor (nicht dargestellt), einem der Luftkühlung dienenden Verdampfer 2 und einem das Kältemittel kühlenden, außenluftgekühlten Kondensator 3 auf. Ferner ist für die Förderung der Luft, also der dem Fahrzeuginnenraum zuzuführenden Um- und/oder Frischluft und der den Kondensator 3 kühlenden Frischluft ein einziges von einem Gebläsemotor 4 angetriebenes Gebläse 5 auf, wobei der Gebläsemotor 4 über einen Leistungssteller 6 geregelt wird. D.h. das eine Gebläse 5 übernimmt sowohl die Aufgabe eines herkömmlichen Gebläses (beim Verdampfer) als auch eines Lüfters (beim Kondensator).
Das Klimagerät 1 ist – unabhängig von der Klimaanlage, welche die Klimatisierung im normalen Fahrbetrieb (mit) übernimmt – im Dachbereich eines Lastkraftwagens angeordnet. Die Regelung des Klimageräts 1, insbesondere des Kompressors und des Gebläsemotors 4 erfolgt in Abhängigkeit der Anforderung an die Kühlleistung, wobei jedoch die vorhandene Energiemenge, d.h. der Ladezustand der Batterie(n), für die Standklimatisierung berücksichtigt wird.
Gemäß dem in 1 dargestellten, ersten Ausführungsbeispiel weist das Gebläse 5 ein einziges Laufrad 7 auf, das auf der Motorwelle angeordnet ist. Die durch die Drehung des Laufrads 7 aus dem Innenraum und von der Umgebung durch ein gemeinsames Ansaugluftkanalsystem angesaugte Luft wird vorliegend bei vollständig geöffneten Düsen/Ausströmern zum Fahrzeuginnenraum bedarfsgerecht, insbesondere relativ gleichmäßig auf den Verdampfer 2 und den Kondensator 3 verteilt, was durch eine direkt nach dem Laufrad 7 angeordnete Trennwand 8 erfolgt, welche den Verdampfer-Luftkanal, d.h. dem zum Fahrzeuginnenraum führenden Luftkanal, vom Kondensator-Luftkanal, d.h. dem nach außen führenden Luftkanal, trennt. Die Regelung des Zusammensetzungsverhältnisses von Frisch- und Umluft erfolgt mit Hilfe von Klappen (nicht dargestellt).
Gemäß dem in 2 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel ist das Gebläse 5 zweiflutig ausgebildet, d.h. es sind zwei Laufräder 7a, 7b vorgesehen, die auf der vom Gebläsemotor 4 angetriebenen Motorwelle angeordnet sind, weshalb die beiden Laufräder 7a, 7b mit der gleichen Drehzahl rotie ren. Durch die getrennte Ansaugung kann dem Laufrad 7a, welches dem Kondensator 3 zugeordnet ist, ausschließlich Frischluft und dem Laufrad 7b, welches dem Verdampfer 2 zugeordnet ist, Frischluft und/oder Umluft zugeführt werden. Eine Vermischung der Luftströme erfolgt nicht.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, welches dem ersten Ausführungsbeispiel ähnelt, ist dem Gebläse nachfolgend eine geregelte Klappe angeordnet, welche den Luftstrom auf den Verdampfer und den Kondensator bedarfsgerecht verteilt. Entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein gemeinsames Ansaugluftkanalsystem vorgesehen, welches die Zuführung von Frisch- und/oder Umluft ermöglicht. Die Regelung des Zusammensetzungsverhältnisses von Frisch- und Umluft erfolgt wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit Hilfe von Klappen.

Claims

Klimagerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, für den Stand-alone-Betrieb mit in einem Kältemittelkreislauf angeordnetem Kompressor, Kondensator (3) und Verdampfer (2) zum Abkühlen von zu konditionierender Luft, dadurch gekennzeichnet, dass genau ein Gebläse (5) für die Wärme abführende und die dem Innenraum zuzuführende gekühlte Luft vorgesehen ist, wobei das eine Gebläse (5) die Luft teilweise durch den Kondensator (3) und teilweise durch den Verdampfer (2) fördert.
Klimagerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass genau ein Leistungssteller (6) für die Motorleistung des dem Gebläse (5) zugeordneten Gebläsemotors (4) vorgesehen ist.
Klimagerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (5) ein zweiflutiges Gebläse ist.
Klimagerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (5) symmetrisch ausgebildet ist.
Klimagerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Gebläse (5) eine Trennwand (8) vorgesehen ist, welche den Luftstrom zum Kondensator (3) vom Luftstrom zum Verdampfer (2) trennt.
Klimagerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Klappe zur Regelung der Luftverteilung auf den Kondensator (3) und den Verdampfer (2) nach dem Gebläse (5) vorgesehen ist.
Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftkanalsystem für die anzusaugende Luft vorgesehen ist, über welches dem Gebläse (5) sowohl Außenluft als auch Umluft zuführbar ist.
Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klimagerät (1) ausschließlich elektrisch betätigbar ist.
Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klimagerät (1) im Dachbereich eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, angeordnet ist.